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2025平面向量知识点总结归纳
平面向量是高中数学的重要内容,它兼具代数与几何的双重属性,在数学及物理学等领域有着广泛的应用。以下是对2025平面向量知识点的详细总结归纳。
平面向量的基本概念
1.向量的定义
向量是既有大小又有方向的量。比如,在物理学中,位移、力等都是向量。与之相对的是数量,数量只有大小,没有方向,像长度、质量、时间等。向量可以用有向线段来表示,有向线段的长度表示向量的大小,箭头所指的方向表示向量的方向。以A为起点、B为终点的有向线段表示的向量记作\(\overrightarrow{AB}\),也可以用小写字母\(\vec{a}\),\(\vec{b}\),\(\vec{c}\)等来表示。
2.向量的模
向量的大小叫做向量的模,记作\(\vert\overrightarrow{AB}\vert\)或\(\vert\vec{a}\vert\)。模是一个非负实数,它表示向量的长度。例如,若向量\(\vec{a}\)对应的有向线段长度为5,则\(\vert\vec{a}\vert=5\)。
3.零向量
长度为0的向量叫做零向量,记作\(\vec{0}\)。零向量的方向是任意的,这是零向量的一个特殊性质。在实际应用中,零向量常常表示没有位移、合力为零等情况。
4.单位向量
长度等于1个单位的向量叫做单位向量。对于任意非零向量\(\vec{a}\),与它同方向的单位向量记作\(\vec{e}\),且\(\vec{e}=\frac{\vec{a}}{\vert\vec{a}\vert}\)。这是因为\(\frac{\vec{a}}{\vert\vec{a}\vert}\)的方向与\(\vec{a}\)相同,而其模为\(\vert\frac{\vec{a}}{\vert\vec{a}\vert}\vert=\frac{\vert\vec{a}\vert}{\vert\vec{a}\vert}=1\)。
5.平行向量(共线向量)
方向相同或相反的非零向量叫做平行向量,也称为共线向量。规定零向量与任意向量平行。若向量\(\vec{a}\)与\(\vec{b}\)平行,记作\(\vec{a}\parallel\vec{b}\)。例如,在平面直角坐标系中,向量\(\vec{a}=(1,0)\)与向量\(\vec{b}=(2,0)\)就是平行向量,因为它们的方向相同。
6.相等向量
长度相等且方向相同的向量叫做相等向量。若\(\vec{a}=\vec{b}\),则意味着它们的模相等且方向一致。相等向量经过平移后可以完全重合。例如,在平行四边形ABCD中,\(\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}\),因为它们的长度相等且方向相同。
7.相反向量
长度相等且方向相反的向量叫做相反向量。向量\(\vec{a}\)的相反向量记作\(\vec{a}\)。例如,若\(\vec{a}=(3,4)\),则\(\vec{a}=(3,4)\)。零向量的相反向量仍是零向量,即\(\vec{0}=\vec{0}\)。
平面向量的线性运算
1.向量的加法
三角形法则:已知非零向量\(\vec{a}\),\(\vec{b}\),在平面内任取一点A,作\(\overrightarrow{AB}=\vec{a}\),\(\overrightarrow{BC}=\vec{b}\),则向量\(\overrightarrow{AC}\)叫做\(\vec{a}\)与\(\vec{b}\)的和,记作\(\vec{a}+\vec{b}\),即\(\vec{a}+\vec{b}=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AC}\)。这种求向量和的方法叫做向量加法的三角形法则。它的实质是将两个向量首尾相连,和向量是从第一个向量的起点指向第二个向量的终点。
平行四边形法则:以同一点O为起点的两个已知向量\(\vec{a}\),\(\vec{b}\)为邻边作平行四边形OACB,则以O为起点的对角线\(\overrightarrow{OC}\)就是\(\vec{a}\)与\(\vec{b}\)的和。这种求向量和的方法叫做向量加法的平行四边形法则。平行四边形法则适用于两个不共线向量的加法。
加法运算律:向量加法满足交换律\(\vec{a}+\vec{b}=\vec{b}+\vec{a}\)和结合律\((\vec{a}+\vec{b})+\vec{c}=\vec{a}+(\vec{b}+\vec{c})\)。交换律表明两个向量相加,交换它们的位置,和不变;结合律则说明三个向量相加,先把前两个向量相加,或者先把后两个向量相加,和不变。
2.向量的减法
向量的减